喷嘴气泡脱离直径的计算

根据喷嘴气泡的蝌蚪形状特点,给出了物理模型.依此模型建立了力学平衡方程,导出了计算喷嘴气泡脱离直径的迭代公式.它包含了流体的重要物性参量、喷嘴直径以及气体流量,因此具有广泛的适用性.此式除与作者的实验相符外,还与其他研究者的实验在粘度、表面张力、喷嘴直径和气体流量的宽广范围内符合得很好.

基于气泡雾化喷嘴的低能耗含油污水处理实验研究

微气泡气浮技术在低能耗下对含油污水的高效处理是目前的研究热点。利用气泡雾化喷嘴作为微气泡发生器,搭建了低能耗微气泡射流气浮处理含油污水的实验系统,系统研究了气液质量流量比(ALR)和工作压力(p)对微气泡群尺度分布特征和除油效果的影响,并计算了气泡雾化喷嘴的能耗。实验结果表明,利用气泡雾化喷嘴形成液下射流可以产生大量微气泡,其中尺度小于150μm的气泡数量占比在55%以上、小于600μm的气泡数量占比在98%以上;随着ALR的增加,微气泡数量整体呈现先增后减的变化趋势,最佳ALR=0.15;当p=0.2 MPa、ALR=0.15时,微气泡群的索特尔平均直径可降低至238μm,出水含油质量浓度为29.73 mg/L,微气泡射流气浮装置处理1 kg含油污水时能耗仅为6.53×10^(-4) kW·h,较溶气气浮能耗降低35%以上。

气液质量流量比对气泡雾化喷嘴燃烧特性的影响

利用Dual PDA对气泡雾化喷嘴出口下游的喷雾两相流场进行了诊断与分析,发现气液质量流量比对液雾颗粒群速度分布的影响不大,只是轻微地改变了雾化锥角,但是随着气液质量流量比的减小,雾化颗粒平均直径却有所增大.通过对液雾火焰的照片进行分析后发现,气液质量流量比对火焰长度影响显著,在小气液质量流量比下,液雾颗粒需要更长的时间、更大的空间才能燃尽,因此火焰明显被拉伸.利用TESTO350烟气分析仪对烟气成分测定的结果显示,气液质量流量比对一氧化碳、碳氢化合物等不完全燃烧产物具有显著的影响,在小气液质量流量比下,存在明显的不完全燃烧现象,同时氮氧化合物与二氧化硫的生成量有一定程度的增加.

气泡雾化喷嘴泡状流出口喷雾脉动特征

采用实验和仿真方法,对一特定气泡雾化喷嘴泡状流时混合室内的气液两相混合形态以及喷孔出口喷雾脉动特征进行了研究。研究结果表明,泡状流时气泡尺寸呈近似正态分布,气泡尺寸随液相质量流量和气液质量比增大而减小;喷雾形态和喷孔出口气液流动参数存在较大脉动,喷雾锥角脉动超过20°;气泡数量密度小且气泡直径较大时,喷雾平均锥角相对较小,且喷雾脉动现象比较严重;随着气泡数量密度增加,喷雾平均锥角呈现先快速增大后缓慢增大趋势,而喷雾锥角变异系数先快速增大随后逐渐减小并趋于稳定;复杂的流场结构是喷孔内气泡表观形态发生较大变化以及喷孔出口气液流动参数产生较大脉动的主要原因。

气泡雾化喷嘴的试验研究

气泡雾化是一种新型的两相流雾化方法,具有更小的雾滴直径和更低的工作压力。为此,设计了一种新型农业施药用的气泡雾化喷嘴,并对其流量和雾化特性进行了实验研究。其试验结果发现:喷嘴的雾化特性主要受气液比的影响,流量特性比较复杂,气体流量和液体流量之间相互影响,一相流量的变化必引起另一相的流量变化;水平喷射时,颗粒直径沿径向的分布不对称,下方沿径向增大;上方基本不变。喷嘴出口直径的大小对雾化质量影响较小。

气泡雾化喷嘴气体溢出过程声波信号的时频特征研究

通过自建的气泡雾化喷嘴射流可视化实验平台对射流中气体溢出过程进行了声波信号采集和图像观测。采用自适应最优核(AOK)与希尔伯特-黄变换(HHT)边际谱两种时频分析方法对采集到的声波时频信号进行了处理和分析。结果表明:气泡溢出喷嘴时会导致声波信号AOK时频谱幅值的增加;时频谱幅值随时间的变化可以反映喷孔处气体溢出量的实时变动;声波信号的HHT边际谱能量主要集中在一定频率范围内,且在频率轴上的分布与气液两相压力、气液混合状态等因素有关;边际谱能量关于某一中心频率呈近似对称分布,且该中心频率与气泡压力相关,而与气泡大小关系不大;声波信号的时频分析结果能很好地捕捉到气泡雾化喷嘴射流时气相在溢出过程中的变化。声波信号时频分析方法可作为气泡雾化喷嘴射流研究的一个有效途径。

气泡雾化喷嘴泡状流喷雾特征试验与仿真

建立了气泡雾化喷射可视化试验系统及喷嘴内部和喷雾场中气液流动模型;采用试验和仿真方法对一特定可视化喷嘴的泡状流喷雾特征进行了研究。结果表明,喷雾表面存在气相膨胀凸起现象,气相膨胀凸起宽度随液相流量和气液质量比增加而增大,凸起间距随气液质量比增加而减小;在相同气液质量比下,喷雾锥角随液相流量增加而增大,较高液相流量时液相流量的影响变弱,喷雾贯穿距在较低气液质量比时随液相流量增加而增大,较高气液质量比时则减小;低气液质量比时,喷雾形态受气液质量比影响明显,喷雾锥角和贯穿距随气液质量比增加而增大;液滴碰撞率随喷雾轴向距离增加而减小并逐渐趋于稳定;喷孔出口气液流量脉动对喷孔出口截面附近液滴轴向速度的影响只局限于很短距离内;随着与喷孔出口轴向距离增加,液滴直径分布范围变宽、液滴峰值数量减少,液滴峰值直径和液滴直径分布向大直径方向移动;随着与喷孔出口轴向距离增加,大尺度液滴区内液滴粒径增大,大尺度液滴区的径向范围变宽。

气泡雾化喷嘴燃烧产物成分的实验研究

构建了用于研究气泡雾化喷嘴燃烧特性的圆柱形燃烧室．利用旋流配风器产生旋流数为1．3的空气旋流、并装设稳焰器来稳定火焰；利用热电偶测量燃烧室内温度、利用Testo350烟气分析仪对烟气成分进行测定．实验结果表明,当过量空气系数为1．16时,产物中CO_2含量接近理论计算值；在过量空气系数为1．22附近时,烟气中不完全燃烧产物CO体积分数低于200×10^(-6),C_m H_n低于500×10^(-6)；H_2低于100×10^(-6)；而主要污染物氮氧化合物(NO_x)低于70×10^(-6),SO_2低于60×10^(-6)；随着烟气含氧量的增加,除NO_x之外的所有成分都呈现递减趋势,温度型NO_x却呈现小幅上升．

气泡雾化喷嘴射流及含气液丝破碎的仿真研究

为探究气泡雾化喷嘴气液作用对雾化的影响机制,采用数值模拟方法对一个气泡雾化喷嘴的含气射流及含气液丝破碎形态进行了仿真研究。研究结果表明,建立的仿真模型可比较准确实现气泡雾化喷嘴含气射流及含气液丝破碎的模拟;气相膨胀对射流破碎以及破碎液丝和破碎液滴的形成具有显著促进作用;射流表面出现的气相膨胀凸起宽度和射流液柱断裂间距随瞬时通过喷孔气相体积的增加而增大,但增加到一定程度后,其影响变小;提高充液压力可加强气相膨胀扰动对射流破碎的作用,并促进破碎后液相的扩散;与一般不含气液丝破碎相比,含气液丝破碎时的形态变化更加复杂,在相同条件下含气液丝更易发生二次破碎;增大气泡直径、增加气泡压力以及提高气流速度均可明显缩短含气液丝的破碎时间,促进含气液丝破碎。

气泡雾化喷嘴的试验研究

该文通过对气泡雾化机理的研究 ,设计了 2 5 0L/h的气泡雾化喷嘴 ,通过选型试验确定了油枪结构 ,通过流量试验确定了主要尺寸 ,粒度试验表明 ,2 5 0L/h的小油枪的SMD <10 0 μm ,dmax<15 8μm ,试验油枪达到和超过了设计的要求。图 2表 4参

气泡雾化喷嘴气液两相流体混合流动的数值模拟

利用ANSYS建立了气泡雾化喷嘴的三维模型,应用CFD技术模拟分析了不同气液比和喷嘴结构参数等因素对气液混合流动的影响.结果表明:建立的模型可有效模拟气液混合流动过程;气液混合流动中存在一个最佳气液比使气液混合最好;混合室长度越长不利于气液混合;小孔数目越多,产生的气泡越多;小孔直径较小,混合较好;进气直径大,进液直径小,出口直径越小,越有利于气液混合.

喷孔结构对双旋流气泡雾化喷嘴喷雾特性的影响

研究了喷孔形状对双旋流气泡雾化喷嘴雾化特性的影响规律,分析了圆形孔、椭圆形孔和正方形孔喷嘴对流量特性、索特尔平均直径、粒径分布和粒子速度的影响。结果表明,不同喷孔结构的喷嘴流量特性曲线呈现相同的趋势,随着气液质量流量比的增大,喷嘴出口单位面积下的喷雾流量逐渐减小;相同气液质量流量比下,正方形孔喷嘴流量最大。相同工况条件下,椭圆形孔和正方形孔对比圆形孔的喷嘴具有更加优良的雾化效果,其D32降幅分别为28.2%,35.8%,而正方形孔喷嘴的雾化粒径最小。正方形孔喷嘴的微分分布曲线向左移动,累积分布曲线变陡,说明大颗粒液滴减少,小颗粒液滴所占比例增大,液滴的雾化质量得到改善,正方形孔喷嘴小尺度粒径更多,粒径分布更集中。异形喷嘴的速度大于圆形孔喷嘴的速度;椭圆形孔喷嘴和正方形孔喷嘴的粒子速度分别增加了14.8%和24.4%。

气泡雾化喷嘴雾化射流场性能仿真

研究气泡雾化喷嘴外部射流场的特性问题,由于喷嘴出口处液膜破碎过程的复杂性,有时会影响雾化质量。为了提高雾化性能,提出将雾化过程细分两个子过程,利用FORTRAN语言程序计算液膜破碎过程,得出液滴初始数据,再用计算流体仿真软件Fluent,建立描述气流-液滴两相流动的合理模型,用Realizableκ-ε湍流模型与DPM离散相组合,进行二次雾化过程,并考虑气液两相间的耦合作用以及液滴破碎和碰撞模型,对雾化射流中的液滴粒径SMD沿喷嘴轴向的分布进行仿真,计算结果与实验数据进行比较吻合较好,可为雾化性能的优化提供有效的数据支持。

旋流式气泡雾化喷嘴喷雾特性实验研究

与常规压力雾化、气动雾化相比,气泡雾化具有高效、经济和环保等优点。针对一种可变喷头旋流式气泡雾化喷嘴进行了实验研究,探讨了工作参数、喷嘴孔型、切割丝网目数(孔径)等因素对喷嘴流量、喷雾特性的影响规律。研究结果表明:不同孔型喷嘴的流量特性趋势基本一致;相同工作压力下,气液比不同会导致喷嘴流量的变化;安装切割丝网基本不影响喷嘴的流量特性趋势,但在相同工况下会造成喷嘴流量减小3%~7%,且丝网孔径越小,减小幅度越大;喷雾液滴粒径分布呈单峰形式,且随着工作压力或气液比的增大,喷雾液滴的中位粒径会有不同程度的减小;相同喷雾能耗下,异形(方形、椭圆形)喷孔更有助于提高喷雾性能;丝网有利于提高喷嘴雾化性能,但需综合考虑喷嘴孔型、工作压力等因素选择丝网孔径;此外,安装切割丝网会在一定程度上降低喷雾主流轴向速度。

含有针阀的气泡雾化喷嘴结构与工艺参数仿真

为提高模具喷油润滑的效果,设计了一种带有针阀的气泡雾化喷嘴。通过Fluent对喷嘴进行仿真分析,研究了喷嘴收敛角、针阀开度和气液比(GLR)对喷嘴出口平均速度和截面含气率的影响。结果表明:针阀开度小于0.2 mm时,喷嘴出口平均速度随针阀开度增大而减小;针阀开度增大到0.2 mm后,出口平均速度不再受针阀开度影响,此时,出口平均速度随收敛角增大而减小;但当收敛角大于110°后,收敛角的变化对出口平均速度的影响可忽略;随着GLR增大,喷嘴出口平均速度近似呈线性增大;出口截面含气率只受GLR的影响,且随着GLR的增大而增大;但随着GLR的增大,GLR对截面含气率的影响逐渐减弱。仿真结果为气泡雾化喷嘴的设计提供理论指导。

WDH型气泡雾化喷嘴临界现象研究

对ＷＤＨ型气泡雾化喷嘴出口的临界现象进行了理论与实验研究，这些研究结果不仅为今后设计良好工作的气泡雾化喷嘴提供了可靠的数据库，还有助于进一步探索气泡雾化喷嘴的机理。

气泡雾化喷嘴在小燃气轮机上的应用研究

设计了供小环形燃烧室应用的多喷口气泡雾化喷嘴,并在常压下作了喷嘴流量特性及液雾特性试验,同时对喷嘴调节方案作了分析。研究表明,该喷嘴不但具有良好的雾化性能,而且具有均匀的液雾散布特性,能滿足小环形燃烧室喷嘴设计要求。但在应用中,雾化空气压力比压气机出口气流压力高,故需另外供给空气。

多喷口气泡雾化喷嘴试验与分析

为研究气泡雾化喷嘴在环形燃烧室上的应用，设计了多喷口泡雾化喷嘴，并在常压下，测量了液雾特性，同时研究了喷口口径及个数对液雾特性和流量分布的影响。结果表明，多喷口气泡雾化喷嘴能产生良好的液雾，喷嘴下游，沿喷嘴长度方向，液雾的SMD及流量分布也较均匀，保持喷嘴压降不变，改变喷口口径及喷口个数，对液雾特性和流量分布无明显影响。

空气旋流强度对气泡雾化喷雾流场及火焰的影响

对不同空气旋流强度下气泡雾化喷嘴出口下游喷雾流场特性及燃烧特行进行了诊断与分析.随着空气旋流强度的增加,喷雾锥角明显增大,颗粒的轴向平均速度有所降低,而速度分布趋势则由单峰分布逐渐转变为双峰分布.同时,径向和切向的平均速度都有所提高,速度脉动加强,气、液两相之间的混合趋于强烈.空气旋流强度对油雾的燃烧过程影响显著,随着旋流数S的增大,油雾火焰的湍乱程度加强,火焰长度缩短,火焰表面皱褶和旋涡的尺度有所减小.空气旋流强度过小或过大,都将导致燃烧状况恶化;在S=1.2时,燃烧产物中的CxHy、CO和NO的体积含量均达到较低的水平.